JG-CG21 型 过程控制仪表工实训装置
一、系统总体概述
过程控制仪表工实训装置、过程控制综合实验装置（Process Control System，简称PCS），是模仿现代工业生产过程中常见的物理量，诸如温度、压力、流量、液位等参数，对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备，过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表，接近工业实际，使用安全，运行稳定，维护简单，性价比优越。
1 、功能：
(1) 、可满足“自动调节原理”，“过程控制”，“控制仪表”，“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求；
(2) 、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
二、产品结构与特点：
1 、外形结构：
2 、设备特点 ：
（1）分体式设计，模块化组装式结构，可以根据不同的需要选择、PLC控制，仪表控制,模拟PID控制组成不同的控制系统。含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。
（2）二水箱配置；一路供水系统。
（3）实验柜完全敞开设计，内部器件全部可视，有利直观教学和维护。
（4）人性化设计，配有储水箱，进排水自控装置，减轻实验人员劳动强度。为实验文明操作提供条件。
（5）装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品，智能化程度高。精度好，规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
（6）安全度高，系统配有漏电保护，带保护套的专用实验电源连线，及温控箱防止无水加温自动控制等，力求保护人身、设备安全。
（7）开放度好，在教师指导下，学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
（8）锅炉加热程控保护系统：
A 、加热电路加有保险管进行过载保护，并具有防干烧保护功能；
B 、锅炉加热内胆加由水位液位保护装置，水位不达到一定的高度，控制系统不能控制可控硅调压器工作。
（9）人生安全及设备的保护措施：
A 、加有电流型漏电保护器，防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。
B 、各控制电路加有保险管，有效保护器件因过载造成损坏。
（10）电源启停控制方式；采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
（11）漏电保护装置及安全性和安全承诺：
A 、各种电源及各种仪表具有可靠的保护功能
B 、各种电源及各种仪表的强电采用开关控制，学生不自行接线，不存在强弱电混插的问题。
C 、实验强电接线插头采用封闭式结构，防止触电事故的发生。
三、系统技术参数:
1. 工作电源：单相两相线AC220V±10% 50Hz
2. 整机容量：≤1kVA
3. 外形尺寸：1600mm×800mm×1800mm
4. 上位计算机组态软件，应用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态软件进行开发的实验系统。运行环境要求，参见MCGS用户指南。可以组成网络,一台老师机可以控制十几台学生机,实现数据共享。
5. 重量：实验台+实验架，约重250Kg
上位机软件： 有完善的编程软件、过程装置管理软件及上位监控管理软件，配备工控组态软件，单片机数据采集与Matlab算法控制软件，PLC编程软件：
（1）PLC编程软件
通过通讯电缆线使PLC与计算机使用软件建立通讯关系后，使用软件可以对PLC的所有功能进行编程，对编写好的程序进行下载和安装，对已运行程序进行在线编程或监控等。
（2）单片机数据采集与算法控制软件：
利用RS232通信接口，配合单片机控制与计算机算法控制软件，实现各种数字式PID运算控制和各种先进的智能控制，并实现数据实时采集作图。达到学生可以使用Labview软件自行编制各种新型的、先进的控制算法，如模糊控制、神经元控制等。另外单片机还可作为独立的控制器完成实验。
四、系统能完成的实验项目
1. 实验装置的基本操作与仪表调试；
2. 压力变送器的零点迁移和性能测试实验；
3. 单容自衡水箱的对象特性测试实验；
4. 双容自衡水箱的对象特性测试实验；
5. 温度位式控制实验（智能仪表控制、PLC控制，共有两种模式）；
6. 温度连续控制实验（单片机Labview控制、智能仪表控制、PLC控制）；
7. 智能仪表控制实验；
8. 单容水箱液位控制实验（单片机Labview控制、智能仪表控制、PLC控制）；
9. 双容水箱液位控制实验（单片机Labview控制、智能仪表控制、PLC控制）；
10. 流量定值控制实验（单片机Labview控制、智能仪表控制、PLC控制）；
11. 单容水箱压力PID控制实验（单片机Labview控制、智能仪表控制、PLC控制）；
12. 单回路控制系统的质量研究；
13. 串级控制系统连接实验；
14. 液位串级PID控制实验；
15.PLC 控制系统；
16. 单片机Labview控制系统；
17.PLC 上下水箱液位串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件；
18. 液位流量串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件；
19. 基于Labview的单回路PID控制实验；
20. 下位机软件中的硬件组态和程序编写；
21. 上位机软件中的通信建立和界面组态
五、系统主要配置及功能介绍（以下为单套配置清单）
1 、系统执行机构配置清单
序号 |
名 称 |
规格、参数 |
特 点 |
数量 |
1 |
智能电动调节阀 |
工作电压220v交流，控制信号4-20ma。反馈信号4-20ma，位置进度±1%，有OLED大屏显示。 |
等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵 |
1 只 |
2 |
单相磁力泵 |
无泄漏，低噪音，单相220VAC，90W。 |
声音比较小,有利于实验室保持安静,工作的稳定性非常好 |
1 台 |
3 |
温控调压模块+散热器 |
全隔离单相交流可控硅调压模块；控制信号：4-20mADC。 |
自行设计性能可靠安全 |
1 套 |
4 |
加热环 |
功率：800W，220VAC。 |
具有防干烧保护功能 |
1 只 |
2 、传感变送器清单
序号 |
名 称 |
规格、参数 |
特 点 |
数量 |
1 |
扩散硅压力变送器（液位） |
选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 |
不锈钢隔离膜片,适用范围广,高精度,高温定性,高可靠性,结构精巧安装方便,零点漂移小,它的价格是普通的传感器的两倍 |
2 只 |
2 |
压力变送器 |
选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度；输出信号：选4-20mADC（二线制）；接头及外壳材料：不锈钢（1Cri18Ni9Ti）。 |
1 只 |
|
3 |
Pt100 温度传感器及温度变送器 |
Pt100 ：A级；温度变送器：0.5级精度，0-100℃。 |
—— |
1 套 |
4 |
涡轮流量计及流量变送器 |
（1）量程：选0-1200L/h；（2）输出信号：4-20mADC；（3）精度：0.5级。 |
整个系统管道由铝塑管和不锈钢管连接而成，不会产生漏水现象。所有的手动阀门均采用优质球阀，流量计和压力传感器安装在官道上以测量管道流量和水泵出水口压力。 |
1 套 |
3 、控制系统配置清单
序号 |
名 称 |
规格、参数 |
品 牌 |
数量 |
1 |
单片机Labview控制 |
2 模拟量输入,1模拟量输出 |
1 套 |
|
2 |
智能仪表控制系统 |
AI 808P 智能仪表 |
厦门宇电 |
1 台 |
3 |
PLC 控制 |
SMARTPLCSR20AC/DC/RLY ，继电器型,12输入/8输出，EM AM06，4入2出模拟量。 |
西门子 |
1 套 |
4 、软件系统配置清单
序号 |
名 称 |
规格、参数 |
品 牌 |
数量 |
1 |
labview 控制软件 |
1 套 |
||
2 |
智能仪表控制软件 |
—— |
—— |
1 套 |
3 |
PLC 编程软件 |
step 7 MicroWIN |
西门子 |
1 套 |
5 、其他设备
序号 |
名 称 |
规格、参数 |
品 牌 |
数量 |
1 |
实验用淡蓝色透明有机玻璃水箱 |
包括上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃，水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成 |
2 只 |
|
2 |
不锈钢温控实验箱 |
由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器组成，加热箱内无水断电保护装置，也防止温度干烧。 |
1 只 |
|
3 |
不锈钢储水箱 |
内有独特的结构设计和不锈钢过滤网，拆洗方便 |
1 只 |
|
4 |
储水箱自动进、排水装置 |
其中储水箱底部装有出水阀，水箱需要更换水时，把出水阀打开将水直接排出。 |
1 套 |
|
5 |
继电器 |
小型继电器 |
国产 |
1 只 |
6 |
电磁阀 |
电磁阀作为电动调节阀的旁路，可以实现阶跃和脉冲干扰，通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。 |
国产 |
1 只 |
7 |
全部不锈钢管及配件，增加设备的使用寿命。 |
外加工 |
1 套 |
。 。
